時間：2022-05-05 05:28:18
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇電源技術論文，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
現代電源技術是應用電力電子半導體器件,綜合自動控制、計算機(微處理器)技術和電磁技術的多學科邊緣交又技術。在各種高質量、高效、高可靠性的電源中起關鍵作用,是現代電力電子技術的具體應用。
當前,電力電子作為節能、節才、自動化、智能化、機電一體化的基礎,正朝著應用技術高頻化、硬件結構模塊化、產品性能綠色化的方向發展。在不遠的將來,電力電子技術將使電源技術更加成熟、經濟、實用,實現高效率和高品質用電相結合。
1.電力電子技術的發展
現代電力電子技術的發展方向,是從以低頻技術處理問題為主的傳統電力電子學,向以高頻技術處理問題為主的現代電力電子學方向轉變。電力電子技術起始于五十年代末六十年代初的硅整流器件,其發展先后經歷了整流器時代、逆變器時代和變頻器時代,并促進了電力電子技術在許多新領域的應用。八十年代末期和九十年代初期發展起來的、以功率MOSFET和IGBT為代表的、集高頻、高壓和大電流于一身的功率半導體復合器件,表明傳統電力電子技術已經進入現代電力電子時代。
1.1整流器時代
大功率的工業用電由工頻(50Hz)交流發電機提供,但是大約20%的電能是以直流形式消費的,其中最典型的是電解(有色金屬和化工原料需要直流電解)、牽引(電氣機車、電傳動的內燃機車、地鐵機車、城市無軌電車等)和直流傳動(軋鋼、造紙等)三大領域。大功率硅整流器能夠高效率地把工頻交流電轉變為直流電,因此在六十年代和七十年代,大功率硅整流管和晶閘管的開發與應用得以很大發展。當時國內曾經掀起了-股各地大辦硅整流器廠的熱潮,目前全國大大小小的制造硅整流器的半導體廠家就是那時的產物。
1.2逆變器時代
七十年代出現了世界范圍的能源危機,交流電機變頻惆速因節能效果顯著而迅速發展。變頻調速的關鍵技術是將直流電逆變為0~100Hz的交流電。在七十年代到八十年代,隨著變頻調速裝置的普及,大功率逆變用的晶閘管、巨型功率晶體管(GTR)和門極可關斷晶閘管(GT0)成為當時電力電子器件的主角。類似的應用還包括高壓直流輸出,靜止式無功功率動態補償等。這時的電力電子技術已經能夠實現整流和逆變,但工作頻率較低,僅局限在中低頻范圍內。
1.3變頻器時代
進入八十年代,大規模和超大規模集成電路技術的迅猛發展,為現代電力電子技術的發展奠定了基礎。將集成電路技術的精細加工技術和高壓大電流技術有機結合,出現了一批全新的全控型功率器件、首先是功率M0SFET的問世,導致了中小功率電源向高頻化發展,而后絕緣門極雙極晶體管(IGBT)的出現,又為大中型功率電源向高頻發展帶來機遇。MOSFET和IGBT的相繼問世,是傳統的電力電子向現代電力電子轉化的標志。據統計,到1995年底,功率M0SFET和GTR在功率半導體器件市場上已達到平分秋色的地步,而用IGBT代替GTR在電力電子領域巳成定論。新型器件的發展不僅為交流電機變頻調速提供了較高的頻率,使其性能更加完善可靠,而且使現代電子技術不斷向高頻化發展,為用電設備的高效節材節能,實現小型輕量化,機電一體化和智能化提供了重要的技術基礎。
2.現代電力電子的應用領域
2.1計算機高效率綠色電源
高速發展的計算機技術帶領人類進入了信息社會,同時也促進了電源技術的迅速發展。八十年代,計算機全面采用了開關電源,率先完成計算機電源換代。接著開關電源技術相繼進人了電子、電器設備領域。
計算機技術的發展,提出綠色電腦和綠色電源。綠色電腦泛指對環境無害的個人電腦和相關產品，綠色電源系指與綠色電腦相關的高效省電電源,根據美國環境保護署l992年6月17日“能源之星"計劃規定,桌上型個人電腦或相關的設備,在睡眠狀態下的耗電量若小于30瓦,就符合綠色電腦的要求,提高電源效率是降低電源消耗的根本途徑。就目前效率為75%的200瓦開關電源而言,電源自身要消耗50瓦的能源。
2.2通信用高頻開關電源
通信業的迅速發展極大的推動了通信電源的發展。高頻小型化的開關電源及其技術已成為現代通信供電系統的主流。在通信領域中,通常將整流器稱為一次電源,而將直流-直流(DC/DC)變換器稱為二次電源。一次電源的作用是將單相或三相交流電網變換成標稱值為48V的直流電源。目前在程控交換機用的一次電源中,傳統的相控式穩壓電源己被高頻開關電源取代,高頻開關電源(也稱為開關型整流器SMR)通過MOSFET或IGBT的高頻工作,開關頻率一般控制在50-100kHz范圍內,實現高效率和小型化。近幾年,開關整流器的功率容量不斷擴大,單機容量己從48V/12.5A、48V/20A擴大到48V/200A、48V/400A。
因通信設備中所用集成電路的種類繁多,其電源電壓也各不相同,在通信供電系統中采用高功率密度的高頻DC-DC隔離電源模塊,從中間母線電壓(一般為48V直流)變換成所需的各種直流電壓,這樣可大大減小損耗、方便維護,且安裝、增加非常方便。一般都可直接裝在標準控制板上,對二次電源的要求是高功率密度。因通信容量的不斷增加,通信電源容量也將不斷增加。
2.3直流-直流(DC/DC)變換器
DC/DC變換器將一個固定的直流電壓變換為可變的直流電壓,這種技術被廣泛應用于無軌電車、地鐵列車、電動車的無級變速和控制,同時使上述控制獲得加速平穩、快速響應的性能,并同時收到節約電能的效果。用直流斬波器代替變阻器可節約電能(20~30)%。直流斬波器不僅能起調壓的作用(開關電源),同時還能起到有效地抑制電網側諧波電流噪聲的作用。
通信電源的二次電源DC/DC變換器已商品化,模塊采用高頻PWM技術,開關頻率在500kHz左右,功率密度為5W~20W/in3。隨著大規模集成電路的發展,要求電源模塊實現小型化,因此就要不斷提高開關頻率和采用新的電路拓撲結構,目前已有一些公司研制生產了采用零電流開關和零電壓開關技術的二次電源模塊,功率密度有較大幅度的提高。
2.4不間斷電源(UPS)
不間斷電源(UPS)是計算機、通信系統以及要求提供不能中斷場合所必須的一種高可靠、高性能的電源。交流市電輸入經整流器變成直流,一部分能量給蓄電池組充電,另一部分能量經逆變器變成交流,經轉換開關送到負載。為了在逆變器故障時仍能向負載提供能量,另一路備用電源通過電源轉換開關來實現。
現代UPS普遍了采用脈寬調制技術和功率M0SFET、IGBT等現代電力電子器件,電源的噪聲得以降低,而效率和可靠性得以提高。微處理器軟硬件技術的引入,可以實現對UPS的智能化管理,進行遠程維護和遠程診斷。
目前在線式UPS的最大容量已可作到600kVA。超小型UPS發展也很迅速,已經有0.5kVA、lkVA、2kVA、3kVA等多種規格的產品。
2.5變頻器電源
變頻器電源主要用于交流電機的變頻調速,其在電氣傳動系統中占據的地位日趨重要,已獲得巨大的節能效果。變頻器電源主電路均采用交流-直流-交流方案。工頻電源通過整流器變成固定的直流電壓,然后由大功率晶體管或IGBT組成的PWM高頻變換器,將直流電壓逆變成電壓、頻率可變的交流輸出,電源輸出波形近似于正弦波,用于驅動交流異步電動機實現無級調速。
國際上400kVA以下的變頻器電源系列產品已經問世。八十年代初期,日本東芝公司最先將交流變頻調速技術應用于空調器中。至1997年,其占有率已達到日本家用空調的70%以上。變頻空調具有舒適、節能等優點。國內于90年代初期開始研究變頻空調,96年引進生產線生產變頻空調器,逐漸形成變頻空調開發生產熱點。預計到2000年左右將形成。變頻空調除了變頻電源外,還要求有適合于變頻調速的壓縮機電機。優化控制策略,精選功能組件,是空調變頻電源研制的進一步發展方向。
2.6高頻逆變式整流焊機電源
高頻逆變式整流焊機電源是一種高性能、高效、省材的新型焊機電源,代表了當今焊機電源的發展方向。由于IGBT大容量模塊的商用化,這種電源更有著廣闊的應用前景。
逆變焊機電源大都采用交流-直流-交流-直流(AC-DC-AC-DC)變換的方法。50Hz交流電經全橋整流變成直流,IGBT組成的PWM高頻變換部分將直流電逆變成20kHz的高頻矩形波,經高頻變壓器耦合,整流濾波后成為穩定的直流,供電弧使用。
由于焊機電源的工作條件惡劣,頻繁的處于短路、燃弧、開路交替變化之中,因此高頻逆變式整流焊機電源的工作可靠性問題成為最關鍵的問題,也是用戶最關心的問題。采用微處理器做為脈沖寬度調制(PWM)的相關控制器,通過對多參數、多信息的提取與分析,達到預知系統各種工作狀態的目的,進而提前對系統做出調整和處理,解決了目前大功率IGBT逆變電源可靠性。
國外逆變焊機已可做到額定焊接電流300A,負載持續率60%,全載電壓60~75V,電流調節范圍5~300A,重量29kg。
2.7大功率開關型高壓直流電源
大功率開關型高壓直流電源廣泛應用于靜電除塵、水質改良、醫用X光機和CT機等大型設備。電壓高達50~l59kV,電流達到0.5A以上,功率可達100kW。
自從70年代開始,日本的一些公司開始采用逆變技術,將市電整流后逆變為3kHz左右的中頻,然后升壓。進入80年代,高頻開關電源技術迅速發展。德國西門子公司采用功率晶體管做主開關元件,將電源的開關頻率提高到20kHz以上。并將干式變壓器技術成功的應用于高頻高壓電源,取消了高壓變壓器油箱,使變壓器系統的體積進一步減小。
國內對靜電除塵高壓直流電源進行了研制,市電經整流變為直流,采用全橋零電流開關串聯諧振逆變電路將直流電壓逆變為高頻電壓,然后由高頻變壓器升壓,最后整流為直流高壓。在電阻負載條件下,輸出直流電壓達到55kV,電流達到15mA,工作頻率為25.6kHz。
2.8電力有源濾波器
傳統的交流-直流(AC-DC)變換器在投運時,將向電網注入大量的諧波電流,引起諧波損耗和干擾,同時還出現裝置網側功率因數惡化的現象,即所謂“電力公害”,例如,不可控整流加電容濾波時,網側三次諧波含量可達(70~80)%,網側功率因數僅有0.5~0.6。
電力有源濾波器是一種能夠動態抑制諧波的新型電力電子裝置,能克服傳統LC濾波器的不足,是一種很有發展前途的諧波抑制手段。濾波器由橋式開關功率變換器和具體控制電路構成。與傳統開關電源的區別是:(l)不僅反饋輸出電壓,還反饋輸入平均電流;(2)電流環基準信號為電壓環誤差信號與全波整流電壓取樣信號之乘積。
2.9分布式開關電源供電系統
分布式電源供電系統采用小功率模塊和大規模控制集成電路作基本部件,利用最新理論和技術成果,組成積木式、智能化的大功率供電電源,從而使強電與弱電緊密結合,降低大功率元器件、大功率裝置(集中式)的研制壓力,提高生產效率。
八十年代初期,對分布式高頻開關電源系統的研究基本集中在變換器并聯技術的研究上。八十年代中后期,隨著高頻功率變換技術的迅述發展，各種變換器拓撲結構相繼出現,結合大規模集成電路和功率元器件技術,使中小功率裝置的集成成為可能,從而迅速地推動了分布式高頻開關電源系統研究的展開。自八十年代后期開始,這一方向已成為國際電力電子學界的研究熱點,論文數量逐年增加，應用領域不斷擴大。
分布供電方式具有節能、可靠、高效、經濟和維護方便等優點。已被大型計算機、通信設備、航空航天、工業控制等系統逐漸采納,也是超高速型集成電路的低電壓電源(3.3V)的最為理想的供電方式。在大功率場合,如電鍍、電解電源、電力機車牽引電源、中頻感應加熱電源、電動機驅動電源等領域也有廣闊的應用前景。
3.高頻開關電源的發展趨勢
在電力電子技術的應用及各種電源系統中，開關電源技術均處于核心地位。對于大型電解電鍍電源,傳統的電路非常龐大而笨重,如果采用高頓開關電源技術,其體積和重量都會大幅度下降,而且可極大提高電源利用效率、節省材料、降低成本。在電動汽車和變頻傳動中,更是離不開開關電源技術，通過開關電源改變用電頻率,從而達到近于理想的負載匹配和驅動控制。高頻開關電源技術,更是各種大功率開關電源(逆變焊機、通訊電源、高頻加熱電源、激光器電源、電力操作電源等)的核心技術。
3.1高頻化
理論分析和實踐經驗表明,電氣產品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。所以當我們把頻率從工頻50Hz提高到20kHz,提高400倍的話,用電設備的體積重量大體下降至工頻設計的5~l0%。無論是逆變式整流焊機,還是通訊電源用的開關式整流器,都是基于這一原理。同樣,傳統“整流行業”的電鍍、電解、電加工、充電、浮充電、電力合閘用等各種直流電源也可以根據這一原理進行改造,成為“開關變換類電源”,其主要材料可以節約90%或更高,還可節電30%或更多。由于功率電子器件工作頻率上限的逐步提高,促使許多原來采用電子管的傳統高頻設備固態化,帶來顯著節能、節水、節約材料的經濟效益,更可體現技術含量的價值。
3.2模塊化
模塊化有兩方面的含義,其一是指功率器件的模塊化,其二是指電源單元的模塊化。我們常見的器件模塊,含有一單元、兩單元、六單元直至七單元,包括開關器件和與之反并聯的續流二極管,實質上都屬于“標準”功率模塊(SPM)。近年,有些公司把開關器件的驅動保護電路也裝到功率模塊中去,構成了“智能化”功率模塊(IPM),不但縮小了整機的體積,更方便了整機的設計制造。實際上,由于頻率的不斷提高,致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴重,對器件造成更大的電應力(表現為過電壓、過電流毛刺)。為了提高系統的可靠性,有些制造商開發了“用戶專用”功率模塊(ASPM),它把一臺整機的幾乎所有硬件都以芯片的形式安裝到一個模塊中,使元器件之間不再有傳統的引線連接,這樣的模塊經過嚴格、合理的熱、電、機械方面的設計,達到優化完美的境地。它類似于微電子中的用戶專用集成電路(ASIC)。只要把控制軟件寫入該模塊中的微處理器芯片,再把整個模塊固定在相應的散熱器上,就構成一臺新型的開關電源裝置。由此可見,模塊化的目的不僅在于使用方便,縮小整機體積,更重要的是取消傳統連線,把寄生參數降到最小,從而把器件承受的電應力降至最低,提高系統的可靠性。另外,大功率的開關電源,由于器件容量的限制和增加冗余提高可靠性方面的考慮,一般采用多個獨立的模塊單元并聯工作,采用均流技術,所有模塊共同分擔負載電流,一旦其中某個模塊失效,其它模塊再平均分擔負載電流。這樣,不但提高了功率容量,在有限的器件容量的情況下滿足了大電流輸出的要求,而且通過增加相對整個系統來說功率很小的冗余電源模塊,極大的提高系統可靠性,即使萬一出現單模塊故障,也不會影響系統的正常工作,而且為修復提供充分的時間。
3.3數字化
在傳統功率電子技術中,控制部分是按模擬信號來設計和工作的。在六、七十年代,電力電子技術完全是建立在模擬電路基礎上的。但是,現在數字式信號、數字電路顯得越來越重要,數字信號處理技術日趨完善成熟,顯示出越來越多的優點:便于計算機處理控制、避免模擬信號的畸變失真、減小雜散信號的干擾(提高抗干擾能力)、便于軟件包調試和遙感遙測遙調,也便于自診斷、容錯等技術的植入。所以,在八、九十年代,對于各類電路和系統的設計來說,模擬技術還是有用的,特別是:諸如印制版的布圖、電磁兼容(EMC)問題以及功率因數修正(PFC)等問題的解決,離不開模擬技術的知識,但是對于智能化的開關電源,需要用計算機控制時,數字化技術就離不開了。
3.4綠色化
電源系統的綠色化有兩層含義:首先是顯著節電,這意味著發電容量的節約,而發電是造成環境污染的重要原因,所以節電就可以減少對環境的污染;其次這些電源不能(或少)對電網產生污染,國際電工委員會(IEC)對此制定了一系列標準,如IEC555、IEC917、IECl000等。事實上,許多功率電子節電設備,往往會變成對電網的污染源:向電網注入嚴重的高次諧波電流,使總功率因數下降,使電網電壓耦合許多毛刺尖峰,甚至出現缺角和畸變。20世紀末,各種有源濾波器和有源補償器的方案誕生,有了多種修正功率因數的方法。這些為2l世紀批量生產各種綠色開關電源產品奠定了基礎。
現代電力電子技術是開關電源技術發展的基礎。隨著新型電力電子器件和適于更高開關頻率的電路拓撲的不斷出現,現代電源技術將在實際需要的推動下快速發展。在傳統的應用技術下,由于功率器件性能的限制而使開關電源的性能受到影響。為了極大發揮各種功率器件的特性,使器件性能對開關電源性能的影響減至最小,新型的電源電路拓撲和新型的控制技術,可使功率開關工作在零電壓或零電流狀態,從而可大大的提高工作頻率,提高開關電源工作效率,設計出性能優良的開關電源。
總而言之,電力電子及開關電源技術因應用需求不斷向前發展,新技術的出現又會使許多應用產品更新換代,還會開拓更多更新的應用領域。開關電源高頻化、模塊化、數字化、綠色化等的實現,將標志著這些技術的成熟,實現高效率用電和高品質用電相結合。這幾年,隨著通信行業的發展,以開關電源技術為核心的通信用開關電源,僅國內有20多億人民幣的市場需求,吸引了國內外一大批科技人員對其進行開發研究。開關電源代替線性電源和相控電源是大勢所趨,因此,同樣具有幾十億產值需求的電力操作電源系統的國內市場正在啟動,并將很快發展起來。還有其它許多以開關電源技術為核心的專用電源、工業電源正在等待著人們去開發。
參考文獻
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(2)季幼章:迎接知識經濟時代,發展電源技術應用,電源技術應用,N0.2,l998
(3)葉治正,葉靖國:開關穩壓電源。高等教育出版社,1998
1．1基本拓撲
基本的拓撲包括BUCK、BOOST、BUCK－BOOST、CUK、正激變換器、反激、半橋、全橋、推挽變換器。在課堂教學中應該使學生熟練掌握其工作原理、應用場所、電流連續和電流斷續的工作波形、拓撲中的關鍵參數的計算，為學生設計基本的開關電源電路打下堅實的基礎，這是第一層次，要求學生必須熟練掌握。尤其要著重講解基本拓撲BUCK變換器，因為很多拓撲結構甚至是基本拓撲都可以由BUCK變換器變換得來。如果能在課堂上重點講解BUCK變換器，使學生完全掌握BUCK變換器的原理和波形，對學生后期的開關電源學習將會大有助益。第二層次是以基本拓撲為核心部分的主功率電路各部分參數計算，相當于電源工程師的項目計算書部分，這也是電源工程師必須掌握的基本技能。由于課上時間有限，教師在課上會把拓撲中關鍵器件主要參數的計算方法給出，不可能把所有的參數計算一遍，所以導致有些學生就停滯在這個層次上，沒有在課下把所有的參數，尤其是關系到器件選型的參數進行設計，為了解決這個問題，在課程中后期安排學生團隊制作實物開關電源，在這個過程中就必須要對每個計算參數都要反復核算，這個教學環節取得了較好的效果。第三層次是主功率電路器件選型和調試，基本上只有參加過實物制作、電子設計大賽、實習項目的學生有機會達到這一步，通過實際存在的問題，就問題去解決，才會在實踐當中結合他們上課學習的電源理論切實地體會調試電路的樂趣。
1．2PWM和PFC控制芯片
這部分會通過調研報告的形式讓學生先去搜集相關PWM和PFC控制芯片的最新信息，先讓學生去感知、去了解現在出來最新的控制芯片已經可以做到哪些功能了，此外重要的是積累總結每一個拓撲可以有哪些控制芯片來控制。讓他們自己去發現問題，感知問題，帶著問題和好奇，在課堂上授課教師會深入講解PWM控制芯片的基本控制原理，通過工程項目詳細講解如何快速掌握一個新的控制芯片每個引腳的功能，電路的設計方法、元器件參數計算方法，使學生掌握如何用控制芯片來控制變換器實現電能的變換，學會設計控制芯片與變換器的連接電路，即檢測電路和功率管的驅動電路。在課堂上教會學生使用PWM控制芯片數據說明書設計控制電路達到層次一，在課程學時中專門安排學生學習控制芯片電路的設計方法和參數計算方法達到層次二，不僅讓學生掌握一種控制芯片的電路設計方法，更重要的是舉一反三，在以后的設計和工作崗位上面對新的平臺和控制芯片依然可以設計出符合要求的電路。
1．3變壓器和電感設計
授課教師在課堂教學中依據教學改革培養電源工程師為目標不僅要介紹變壓器和電感的各個參數的計算方法，還會結合實際項目講授變壓器同名端和異名端在實際電源制作時的注意事項，變壓器的制作方法，掌握電壓器參數的測試方法和測試工具，掌握用示波器和信號發生器測試變壓器的匝比和同名端的方法。變壓器和電感的設計直接關系到隔離型變換器的性能，很多學生對變壓器和電感磁路設計部分學習起來會有些困難，所以這部分將作為課程的難點來重點講解。
1．4保護電路設計
課堂教學中一部分學時將用來著重講解各種保護電路，包括輸入輸出過壓保護、過溫保護、過流保護、輸入欠壓保護等。將采用調研報告、啟發式和討論式等教學方法引導學生去積累這些保護電路，學會在不同平臺、不同應用場合使用不同的保護電路。
1．5閉環電路調試
結合自動控制原理課程的相關知識，著重講解開關電源閉環電路的設計和分析，尤其是PID調節器的調試方法，結合實際項目演示電源工程師閉環電路調試過程，激發學生學習開關電源的學習興趣，通過實物和仿真軟件讓學生體驗調試的樂趣，這部分是開關電源課程重點講解的內容，要聯系實際項目，是課程的核心內容。以上5個部分是課程的主要教學內容塊，完全按照培養電源工程師的目標下制定的教學計劃，可以做到較好地給學生從課堂到就業的過渡，而不再是到了工作崗位上感覺課堂學習的東西和實際工作聯系不緊密，什么知識什么技能都要工作之后學習。在課堂上，保證學生完全掌握第一個層次，通過課后作業、課堂實際項目案例、電源制作等形式的教學方法使大部分學生掌握層次二，在平時的教學中注意動手能力強或者電路設計能力強的學生，通過帶學生電子設計大賽、創新大賽，或者學生在項目中輔助教師擔任研發助理的工作等，使一部分學生研發能力可以快速提高，培養成具有基本技能的初級電源工程師。
2課程考核方式改革
考慮到開關電源課程的實踐性強的特點，著重考核學生掌握所學的基本電路拓撲理論和技能，能綜合運用所學知識和技能去分析電路、調試和測試電路、分析電路故障及排除電路故障的能力。
2．1制作電源實物
基于課堂系統的理論學習，獨立制作75W單管正激變換器實物的能力考核，該正激變換器采用何種磁復位技術不限，根據班級人數，3～4名同學為一個小組，明確不同分工，共同制作出一款正激變換器。同時培養學生的團隊合作意識，考核的內容也要增加當該團隊遇到分歧和困難的時候，是如何解決的。
2．2課堂表現
主要是包括回答問題的情況，對問題分析的程度，出勤率，在平時小組討論時的表現和活躍程度。
2．3科研報告、口頭匯報
通過讓學生搜索近3年國內外開關電源、尤其是通信電源技術和產品的最新發展概況，增強學生的自我學習能力，在以后的學習和工作中掌握更新自己開關電源知識體系的能力，這是我們教學的重點，不只是教會學生電源的基本知識，還要教學學生學習探索開關電源領域的學習方法。選取部分優秀學生的科研報告由學生濃縮成5分鐘的口頭匯報結合PPT、實物動畫等多媒體展示方法在上課前5分鐘做口頭匯報分享給學生們。不僅較好地激發學生學習開關電源的興趣也能夠充分鍛煉學生的公開演講能力。
2．4作業
作業著重在學生是否是自己獨立完成的電路設計，而不是應付了事。哪怕學生的設計內容很少，但是只要是他們自己經過思考得來的就要比其參考其他人的作業效果要好很多。
3開關電源技術教學改革反思
關鍵詞：單片機，遙控系統抗干擾分析，實現
前言
單片機控制系統在實驗室反復實驗都可以得到很好的預期效果,然而把系統放到實際現場運行時卻不能工作。論文大全，遙控系統抗干擾分析。原因是工作現場比實驗室環境惡劣,系統受到了各種各樣的干擾,加之構成系統的元器件本身方面存在的可靠性，以及系統本身各部分之間的相互耦合因素等原因，系統必須增加一些有效的抗干擾措施才能正常運行。論文大全，遙控系統抗干擾分析。據工作經驗之談，有時存在后期的抗干擾工作往往會比前期的設計工作還要艱巨,花費的時間也需要得更多,所以說抗干擾技術是非常重要,關于在抗干擾措施是否能夠運用得恰當方面，其直接關系到系統的穩定性和可靠性。
一、單片機遙控系統系統工作原理
單片機以其體積小、價格廉、面向控制等方面的獨特優點，使得單片機在各種工業控制、儀器儀表、產品的自動化、智能化方面獲得了廣泛的應用。單片機的遙控系統以單片機系統為基本控制單元,能夠構成無線傳輸系統、速度調節系統等等,而且其優點是，能夠在三公里外控制運動目標的啟動、速度快慢、停止、往返。而且最特別的是在運動目標的運行過程中，可根據需要隨機調節速度快慢,調速一般是在7~25km/h范圍。單片機實現控制了所有這些狀態,開始通過鍵盤輸入控制參數,然后經過單片機運算和處理行為,并且通過無線數傳模塊完成對參數的無線傳輸、運行狀態以及調速設備的控制方式,達到遙控運行的目的要求。
二、單片機遙控系統系統受干擾原因及危害
在電磁干擾較弱時，其可靠性和穩定性往往是容易達到應用要求，這方面尤其是在室內體現出來，然而對在室外，會遇到各種各樣的環境條件，尤其是那種在工作環境較惡劣的情況下，就會導致儀器儀表工作不正常或失靈。而單片機的遙控系統一般都安裝在工業現場，而在工業現成環境中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現，而這樣的形式其最終造成微機系統故障的多數現象都是“死機”現象。究其原因是計算機中的CPU在執行某條指令時，受周圍環境干擾的沖擊，影響到它的操作碼或地址碼發生改變，最終致使該條指令出現錯誤。這時，CPU就會執行隨機拼寫的指令，并將其操作數作為操作碼執行，從而導致有關程序“跑飛”或進入“死循環”。對于在工業現場中由于諸多大型用電設備的投入或者是撤出電網運行，經常都會造成系統的電源電壓不穩，如果當電源電壓降低或掉電時，這樣就會造成重要的數據丟失的可能性，以至于系統不能正常運行，而且干擾也會導致單片機內部程序指針錯亂現象，從而使得中斷程序運行超出定時時間。關于RAM中計時數據被沖亂，導致程序計算出錯誤的結果。論文大全，遙控系統抗干擾分析。假設設法在電源電壓降到一定的限量值之前，單片機進行快速地保存重要數據，將會最大限度地減少損失，對于干擾源的影響會使系統的可靠性和穩定性大大降低，嚴重的情況還會導致系統的運行紊亂，造成生產事故。
三 如何實現單片機的遙控系統的抗干擾
關于高頻干擾噪聲和有用信號的頻帶是不同的,其解決方法是在導線上增加濾波器的方法來切斷高頻干擾噪聲的傳播,或者也可加隔離光耦來解決這個問題。關于電源噪聲的危害最大。需要把電源做得好,其整個電路的抗干擾能力就解決了一大半問題。對于在單片機系統中還可借助于一定的外部附加電路來監測電源電壓，當在電源發生故障時能夠及時通知單片機快速保存重要數據，同時斷開單片機外圍設備用電電源，從而使整個應用系統的功耗降到最低點。目前市場上許多單片機對電源噪聲都是十分敏感的,那么就要給單片機電源加濾波電路或穩壓器,達到減小電源噪聲對單片機的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當然條件要求不高時也可用100Ω電阻代替磁珠。當電源恢復正常時，取消掉電工作方式，通過復位單片機，使系統重新正常工作。
單片機系統設備的抗干擾與系統的接地方式也存在很大的影響，接地技術有能夠抑制噪音的效果。所以說一個良好的接地能在很大程度上抑制系統內部噪音耦合的現象，而且還能夠防止外部干擾的侵入，能夠真正提高系統的抗干擾能力。在這里需要注意的是，如果要求設備的金屬外殼等需要安全接地，其屏蔽用的導體的必須能夠很好的接地，這樣才能為單片機系統提供良好的地線，并且對提高系統的抗干擾能力極為有效果。論文大全，遙控系統抗干擾分析。尤其是對于有防雷擊要求的系統，其良好的接地是至關重要的。假設系統不能接地，或者是雖有地線現象，但是接地電阻過大，就會抗干擾元件就不能正常發揮其應有的作用了。
關于單片機供電的電源的地俗稱邏輯地，并且和大地的地的關系具有相通性、浮空性、或接電阻性。但是不能把地線隨便接在暖氣管子上。堅決不能把接地線與動力線的火線、零線中的零線相混淆。因為單片機系統通常存在模擬電路和數字電路兩種，并且關于數字地與模擬地是要分開，只是在一點相連，假設兩者不分，就會存在互相干擾現象，那么可以把控制條件中的關于一次采樣和處理控制輸出更改為循環采樣和處理控制輸出，這樣能夠對慣性較大的控制系統具有良好的抗偶然因素干擾作用效果。
設置輸出狀態寄存單元來抗干擾。其程序是根據單片機系統對數據處理后的輸出結果為依據，設置出相應的輸出狀態寄存單元形式，假設其中干擾侵入輸出通道將輸出狀態破壞時，系統就會在定時查詢寄存單元的輸出狀態信息時，并發現錯誤，及時糾正輸出狀態。論文大全，遙控系統抗干擾分析。
設置自檢程序來抗干擾。論文大全，遙控系統抗干擾分析。通常是在計算機內的特定位置或某些內存單元中來設置狀態標志，并且在開機后或有自檢中斷請求要求時，計算機系統首先將運行自檢測試程序，如對整個系統或關鍵環節進行模擬方面的測試，對測試結果再通過某種方式顯示出來，目的是保證系統中信息存儲、傳輸、運算的高可靠性。設計單片機的遙控系統過程中，要求電路的元器件或線路布局合理以消除元器件之間的電磁耦合相互干擾，如去耦電路或者是平衡電路等。還有種方法是采用冗余結構，也稱容錯技術或故障掩蓋技術，該方法是通過增加完成同一功能的并聯或備用單元數目來提高系統可靠性的一種設計方法。當某些元器件發生故障時也不影響整個系統的運行。對于消減外部電磁干擾，可采用電磁兼容設計，目的是提高單片機系統在電磁環境中的適應性，即能保持完成規定功能的能力。
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關鍵詞：機電一體化，抗干擾，解決辦法
機電一體化發展至今也已成為一門有著自身體系的新型學科，隨著科學技術的不但發展，還將被賦予新的內容。但其基本特征可概括為：機電一體化是從系統的觀點出發，綜合運用機械技術、微電子技術、自動控制技術、計算機技術、信息技術、傳感測控技術、電力電子技術、接口技術、信息變換技術以及軟件編程技術等群體技術，根據系統功能目標和優化組織目標，合理配置與布局各功能單元，在多功能、高質量、高可靠性、低能耗的意義上實現特定功能價值，并使整個系統最優化的系統工程技術。由此而產生的功能系統，則成為一個機電一體化系統或機電一體化產品。
1.機電一體化系統的干擾源
從干擾竄入系統的渠道來看，系統所受到的干擾源分為供電干擾、過程通道干擾、場干擾等。
1.1供電干擾
大功率設備會造成電網的嚴重污染，使得電網電壓大幅度地漲落、浪涌，大功率開關的通斷，電動機的啟停等原因，電網上常常出現很高的尖峰脈沖干擾。論文參考網。據統計，電源的投入、瞬時短路、欠壓、過壓、電網竄入的噪聲引起CPU誤動作及數據丟失占各種干擾的90％以上。
1.2過程通道干擾
過程通道干擾主要來源于長線傳輸。當系統中有電氣設備漏電，接地系統不完善，或者傳感器測量部件絕緣不好等；及各通道的傳輸線如果處于同根電纜或捆扎在一起，尤其是將信號線與交流電源線處于同一根管道時，產生的共模或差模電壓都會影響系統，使系統無法工作。
1.3場干擾
系統周圍的空間總存在著磁場、電磁場、靜電場，如太陽及天體輻射；廣播、電話、通訊發射臺的電磁波；周圍中頻設備發出的電磁輻射等。這些場干擾會通過電源或傳輸線影響各功能模塊的正常工作，使其中的電平發生變化或產生脈沖干擾信號。
2.抗供電干擾的措施
2.1配電系統的抗干擾
可采用分立式供電方案，就是將組成系統各模塊分別用獨立的變壓、整流、濾波、穩壓電路構成的直流電源供電，這樣就減少了集中供電的危險性，而且也減少了公共阻抗以及公共電源的相互耦合，提高了供電的可靠性，也有利于電源散熱。另外，交流電的引入線應采用粗導線，直流輸出線應采用雙絞線，扭絞的螺距要小，并盡可能縮短配線長度。
2.2利用電源監視電路
在配電系統中實施抗干擾措施是必不可少的，但這些仍難抵御微秒級的干擾脈沖及瞬態掉電，特別是后者屬于惡性干擾，可能產生嚴重的事故。
因此應采取進一步的保護性措施，即使用電源監視電路。電源監視電路需具有監視電源電壓瞬時短路、瞬間降壓和微秒級干擾及掉電的功能；及時輸出供CPU接受的復位信號及中斷信號等功能。
3.過程通道抗干擾措施
抑制過程通道上的干擾，主要措施有光電隔離、雙絞線傳輸、阻抗匹配、電流傳輸以及合理布線等。
3.1光電隔離
利用光電耦合器的電流傳輸特性，在長線傳輸時可以將模塊間兩個光電耦合器件用連線“浮置”起來，這種方法不僅有效地消除了各電氣功能模塊間的電流流經公共線時所產生的噪聲電壓互相竄擾，而且有效地解決了長線驅動和阻抗匹配問題。
3.2雙絞線傳輸
在長線傳輸中，雙絞線是較常用的一種傳輸線，與同軸電纜相比，雖然頻帶較窄，但阻抗高，降低了共模干擾。論文參考網。由于雙絞線構成的各個環路，改變了線間電磁感應的方向，使其相互抵消，因而對電磁場的干擾有一定的抑制效果。
3.3阻抗匹配
長線傳輸時，若收發兩端的阻抗不匹配，則會產生信號反射，使信號失真，其危害程度與傳輸的頻率及傳輸線長度有關。
3.4電流傳輸
長線傳輸時，用電流傳輸代替電壓傳輸，可獲得較好的抗干擾能力。
3.5合理布線
強電饋線必須單獨走線，強信號線與弱信號線應盡量避免平行走向。
4.軟件抗干擾技術
各種形式的干擾最終會反映在系統的微機模塊中，導致數據采集誤差、控制狀態失靈、存儲數據竄改以及程序運行失常等后果，雖然在系統硬件上采取了上述多種抗干擾措施，但仍然不能保證微機系統正常工作。因為軟件抗干擾是屬于微機系統的自身防御行為，實施軟件抗干擾的必要條件是：
1）在干擾的作用下，微機硬件部分以及與其相連的各功能模塊不會受到任何損毀，或易損壞的單元設置有監測狀態可查詢。
2）系統的程序及固化常數不會因干擾的侵入而變化。
3）RAM區中的重要數據在干擾侵入后可重新建立，并且系統重新運行時不會出現不允許的數據。論文參考網。
抑制數據采樣的干擾可采用：數字濾波，寬度判斷抗尖峰脈沖干擾等辦法，也可采用重復檢查法，偏差判斷法來檢查判斷是否有干擾信號。而程序運行失常的軟件抗干擾措施一般有：
1）設置WATCHDOG功能，由硬件配合，監視軟件的運行情況，遇到故障進行相應的處理。
2）設置軟件陷阱，當程序指針失控而使程序進入非程序空間時，在該空間中設置攔截指令，使程序進入陷阱，然后強迫其轉入初始狀態。
參考文獻
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【關鍵詞】點頻音箱；電路原理；安裝維修
點頻音箱是接受一個或者幾個固定頻率的調頻音箱，點頻音箱具有晶振穩頻的特點，能夠實現點頻的自動接受，抗干擾能力很強，可以實現全自動開關機，音量的調整十分靈活，喇叭音質優美，造型美觀、功耗低，待機消耗電流小。一般情況下，點頻音箱的頻率準確度
1 點頻音箱的電路原理
1.2 芯片簡介
以FM-165-RD音箱為例，該種音箱使用索尼單片收音機CXA1691IBM芯片，該種芯片是最新的換代產品，具備電源電壓適應面寬、元件少、功耗低、輸出大、內置FM/AM切換、對溫度適應性強的特點，除此之外，該種芯片還有其他的功能，FM部分具備混頻器、中頻放大器、振蕩器、調諧LED驅動器、AFC可變電容射頻放大器，AM部分包含AGC射頻放大器、振蕩器、混頻器、中頻AGC放大器、調諧LED驅動器、檢波器等，芯片的音頻部分包括FM靜音、電子音量控制，在負載阻抗為8Ω、電源電壓為6V時可以實現500mV的功率輸出，其內部部件框圖詳見表1。
1.2 電路原理的相關信息
點頻音箱的電路原理詳見圖2。當信號經過T1、C1、C2和C3組成的濾波器后，會進入CXA1691BM腳中，經由C8、T2等原件以及內部的選頻放大器后，可以將選頻回路選拼，將需要得到的信號放大。7腳外接三極管與晶振共同組成本振電路，信號會從7腳中輸入，和選頻的信號一起送入到CXA1691BM腳中，混頻得出的調頻信號會從14腳中輸出，調頻信號在經過CXA1691BM中的17腳輸入到內部，并經過中頻放大，得到放大后的信號在CXA1691BM內部進入到FM鑒別器之中，CXA1691BM的2腳會與鑒別器連接起來，與R8、CF2共同構成一種鑒頻網絡。信號在經過鑒頻網絡后會分成兩路，其中一路會從23腳輸出從24腳進入，并由27腳輸出驅動揚聲，另外一組信號會經過19腳，如果檢測時其為低點位，就會開啟CXA1691BM的內部功放電路，如果沒有信號則會關閉CXA1691BM內部的功放電路，以便實現靜燥。
2 點頻音箱的安裝
點頻音箱的安裝應該按照以下的流程進行：
2.1 選擇好音箱的位置
一般情況下，音箱要避開油煙的污染和陽光的直射，同時要盡可能的降低成本，比如符合安全要求，為了便于點整音量的電位器，音箱的高度必須要大于1.5m，為了防止音箱的本振信號對電視圖像產生干擾，音箱的位置要離電視機5m以上，使用的電源插座的高度也必須要高于1.5m，與此同時，線路必須要符合室內線路的安裝標準。
2.2 調整好輸入電平
在音箱的安裝之前需要檢查和調整好電視信號的電平質量，保證電視信號電平能夠達到60到70dR，對于音箱輸入的電平，保持在50dB左右即可。
2.3 保證用電安全
點頻音箱是使用220V交流電供電，因此，電源插座的安裝必須要結構過專業訓練的工作人員方可進行，此外，還要盡可能的將原電源插座利用起來，如果需要重新安裝插座，必須要專門的工作人員才能安裝，同時，為了節省用電，在取得用戶的同意之后，才能進行安裝，在插座安裝完成之后要仔細的進行檢查，防止由于安全問題而發生觸電的事故。此外，對于室內同軸電纜的布線必須要釘好線卡，保證走線的美觀性。
對于音箱調頻信號應該選擇終端盒FM端口，該種端口可以起到防雷擊的作用，也能夠保證信號的質量，此外，為了節約用料，可以在室外或者室內裝好分配器來分配信號，安裝好端盒以便將FM信號取出。
3 點頻音箱的維修問題
3.1 點頻音箱的使用維護
在點頻音箱安裝完成之后，要做好防曬和防雨工作，不能隨便移動點頻音箱的位置，在雷電發生前做好將信號的插頭拔出，防止音箱受到雷擊的損壞，在音箱使用的過程中，音量要適宜，不要將音量調的過大。
3.2 故障的排除
3.2.1 喇叭故障的排除
如果出現喇叭的故障，需要檢查是否是外部原因，電源是否出入音箱內，同時，檢查鄰居的音箱是否存在問題，如果鄰居音箱連續幾家不響，就要檢查是否線路的外部存在著故障，如果外部的音箱不存在故障，就要檢查是否音箱的內部存在問題，檢查方法主要利用萬用表來檢查電源插頭的兩端是否存在直流電阻，如果不存在電源變壓器損壞、保險絲燒斷、電源線不通的情況，就需要將其更換。其他的檢查方式就對應的線路進行一一檢查即可。
3.2.2 “靜噪”故障的排除
“靜噪”不靈的故障大多是由于輸入音箱電平的問題導致，其表現主要為，在有信號的情況下可以正常工作，在將調頻機音箱關掉后仍有廣播節目和噪聲，難以自動關機，究其根本原因，是由于輸入音箱的電平過高導致。為了解決這種情況，只要調整音箱輸入電平即可。
3.2.3 雷擊的修理
如果點頻音箱遭到雷擊后，會發生損壞，一般情況下，損壞的是變壓器和保險絲，有時還會出現音箱響但是變壓器發燙的情況，在發生這種故障時，只要更換配件即可。
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關鍵詞：微網；控制策略；現狀
中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A
Analyses the micro network control research status
DUAN Xiao-rui，LI Jin，ZENG Zhao-wei
（College of Electrical Engineering， Guizhou University， Guiyang Guizhou，550025）
Abstract： In recent years， Distributed Generation obtained more and more attention and application， and by the small capacity of distributed power network research. This paper first introduces the concept of micro network and micro network control strategy， and then summarizes and analyzes the current research status of micro network.
Key words： Micro network；The control strategy；The status quo
引言
隨著國民經濟的發展和人民生活水平的提高，近年來用電負荷正急劇增長。與此同時，能源危機與環境保護的壓力正逐漸加大，化石燃料的迅速消耗和燃燒應用中產生的污染問題也已嚴重影響到了人們的正常生活。因此，綠色清潔的新能源以及可再生能源的應用得到了越來越多的重視。分布式發電將分散存在的清潔能源轉化為電能，使分布式能源得到最有效的利用，因此分布式發電技術為清潔能源的推廣應用提供了有力的技術支撐[1]。分布式發電技術不斷發展，將分布式發電供能系統以微網的形式運行，與大電網互為支撐，是發揮分布式發電供能系統能效的最有效方式。
微網概念
微網是一種可將各種小型分布式電源組合起來為當地負荷提供電能的低壓電網。它具有聯網和孤島兩種運行模式，能提高負荷側的供電可靠性。微網中的分布式電源常采用電力電子接口連接到微網，這增加了分布式電源接口控制的靈活性，但是減少了系統的慣性。微網缺少慣性和運行模式的多樣性增加了系統在維持能量平衡及頻率穩定等方面的控制難度。微網既可以通過配電網與大型電力網并聯運行，形成一個大型電網與小型電網的聯合運行系統，也可以獨立地為當地負荷提供電力需求。該靈活運行模式大大提高了負荷側的供電可靠性。同時，微網通過單點接入電網，可以減少大量小功率分布式電源接入電網后對傳統電網的影響。
微網控制策略
微網在實際運行中需要解決的關鍵問題之一就是控制問題。當微網中的負荷或網絡結構發生變化時，如何通過對微網中各種微電源進行有效的協調控制，以保證微網在不同運行模式下都能夠滿足負荷的電能質量要求，是微網能否可靠運行的關鍵[2]。
目前的微網控制方案，按整體控制策略可分為對等控制、主從控制。主從控制一般是指底層微電源的控制是一種主從控制結構：以一個微電源作為主單元，其控制器作為主控制器，其余微電源的控制器作為從控制器。從控制器必須服從主控制器，其之間的通信聯系是強聯系，一旦通信失敗，微網將無法正常工作。主從控制策略主要用于孤島運行時的微網。對等控制就是微網中每個微電源地位相等，不存在起主要支撐作用的主控制單元。對等控制策略基于下垂控制法，分別將頻率和有功功率、電壓和無功功率關聯起來，通過一定的控制算法，模擬傳統電網中的有功、頻率特性曲線和無功、電壓曲線，實現電壓、頻率的自動調節而無須借助于通信。
下垂控制、恒壓恒頻控制和恒功率控制是目前常見三種的微電源接口逆變器控制方法。下垂控制方法就是使接口逆變器模仿傳統電力系統的下垂特性，通過有功和無功來調節微電源輸出的頻率和電迅。該控制方法是基于本地測量的有功和無功值對逆變器進行控制，各微電源之間不需要通信，因此一般用于對等控制策略中[3]。恒壓恒頻控制通過直接給定電壓和頻率的參考值，設計控制器來調節接口逆變器的輸出電壓和頻率，主要用于孤島運行模式，給微網提供頻率和電壓的支撐[4]。主從控制策略中主微電源的控制一般釆用此控制方法。通常PQ控制用于并網運行狀態。設計控制器在并網運行時使逆變器按照給定的有功和無功參考值輸出功率，微電源一般不參與電壓、頻率的調節，主要由大電網提供支撐[5]。當處于孤島運行狀態時，微網必須中有維持電壓和頻率的微電源。
研究現狀
微電網是目前國內外學者的研究熱點，其靈活的運行方式、高質量的供電服務以及綠色高效的經濟性能，使其具有良好的發展前景。我國對微網的研究尚處于起步階段，在國家科技部“863計劃先進能源技術領域2007年度專題課題”中已經包括了微網技術，目前中國科學院電工研究所、清華大學、天津大學等單位相繼開始了對微網的研究。
文獻[6]通過對微網實驗系統微網主從控制模式和對等控制模式進行比較，得到結論：主從控制微網系統可以實現電壓和頻率的無差控制，但對主控單元有很強的依賴性，主控單元的選擇至關重要； 若微網中存在燃機等輸出穩定且易于控制的DG時，應優選其作為主控單元，而光伏風力等間歇性DG作為從控單元； 若微網中不含有可控DG，則選擇儲能裝置為主控單元，但儲能裝置容量將限制其長時間孤島運行。對等控制微網具有冗余性，但沒有考慮系統電壓與頻率的恢復問題，屬于有差控制，魯棒性差，并且在控制和應用上尚存在若干關鍵技術問題亟待攻克，目前僅限于實驗研究階段。
文獻[7]研究了下垂控制和混合控制的微源控制方法，并建立了微網系統仿真模型， 針對計劃孤網和非計劃孤網中的下垂控制和混合控制進行了仿真分析。仿真結果驗證了2種控制方式對維持微網孤網穩定的有效性，并且任何控制方式下，微網再并網時均需對微源出力進行重新調整，才能平滑過渡至并網穩定運行模式。
文獻[8]分析了微網中多個分布式電源采用 P-f 和 Q-V 下垂控制時，微網的頻率穩定性。根據微網內分布式電源的輸出特性和負荷需求特性，設計了一種分布式電源層對等控制與主從控制相結合的微網控制策略，并分析了采用此控制方案后微網在不同運行情況下的暫態特性。
文獻[9]主要研究了微電源接口逆變器的控制方法，通過建立下垂控制小信號模型，仔細分析了電壓頻率、電壓幅值下垂參數和低通濾波器的截止頻率三個參數對于系統穩定性的影響。將微電源等效為直流源或經整流后的直流源，在坐標系中建立了三相逆變器的數學模型；在分析微電源逆變器控制方法和原理的基礎上，設計了基于下垂特性的雙環反饋控制器、PQ控制器。
文獻[10]只考慮并網后電網向微網注入功率時，對含有一個DG的微網并網過程仿真，研究了并網過程中頻率和電壓波動變化，著重分析了在并網前開關兩側電壓相對相位超前和落后的兩種不同情況，提出了微網并網的最佳控制策略：并網時開關兩側的電壓差必須很小，理想狀態為零；電網頻率必須稍高于微網頻率；并網時刻電網電壓必須超前于微網電壓。
文獻[11]詳細分析了PQ控制和V/f控制的原理和方法，對相應的控制器進行設計，并在此基礎上建立起微網的模型。通過不同運行方式仿真驗證了該模型的運行特性，從而證明了控制策略的有效性和正確性。
文獻[12]分析了傳統的下垂控制策略在微電網系統中應用所存在的缺陷，并提出采用倒下垂控制與下垂控制相結合的綜合控制策略。該策略在改善微電網的穩定性，最大限度地限制過流情況發生等方面都具有顯著特點，而且能實現微電網在網絡結構或狀態轉換過程的無縫切換，同時也為不同響應時間的儲能裝置選擇合適的控制策略提供了可能。
由以上的分析可知，目前我國針對微網控制的研究主要集中在下垂控制、恒壓恒頻控制和恒功率控制三種控制方式，在假定條件下通過對其控制原理和方法的分析進行控制器設計，進而搭建模型進行仿真，從而驗證控制策略的有效性。
總結
面對能源危機的挑戰，加強綠色能源的利用，既符合國家的能源政策，又可以緩解現階段能源供求緊張的關系。智能微網的出現，可以較好地解決整個電網控制的復雜性。雖然目前微網的實用化還存在著各種各樣的困難，但微網在降低能耗以及補充電網不足方面的優點會促進專家學者的研究，微網的巨大潛力會凸現出來。
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論文探討的是電磁兼容[1]領域，論文介紹了大屏幕數碼顯示設備的輻射干擾試驗，此試驗模擬測試此設備在環境中所產生的電磁場，發現在一定程度上設備是會產生一定超限值的電磁場。
針對這種超限值的現象，研究設備的內部，抓出幾個較容易干擾的點，進行整改，最終將設備的輻射干擾降低到合格范圍內。
論文通過試驗、分析和整改，介紹了目前市場上比較常見的大屏幕數碼顯示設備，和它的輻射干擾試驗的試驗方法，常見問題的解決對策，探討了大屏幕數碼顯示設備在輻射干擾測試中所遇到的一些問題和解決這些問題幾類方法。
【關鍵詞】電磁兼容；輻射干擾；極限值
1、設備介紹
1.1系統的介紹
系統模擬顯示了一個3行4列的大屏幕顯示系統[2]。
大屏幕數碼顯示設備的桌面為一個（1366*4）×（768*3）的高分辨率[3]的GPS信息地圖，該信息顯示可以通過多屏拼接控制器的本地硬盤系統直接運行或通過多屏拼接控制器的網絡抓屏處理方式運行顯示。
1.2設備特性
1.2.1可輕松接入多路信號
可以接受視頻（NTSC/PAL）信號以及高清晰度電視信號（HDTV）。
1.2.2內部畫面分割器
本產品內部畫面分割器可將輸入圖像進行分割，以達到組墻顯示整幅圖像的功能。
1.2.3高質量的畫面
高分辨率——WXGA：1366×768像素、無殘影、高對比度、高亮度、寬視角。
1.2.4方便簡單的安裝和維護
輕松會聚、符合幾何光學原理、長壽命。
1.2.5低功耗
單元最大總耗電量是300瓦。
1.2.6非常可靠的控制系統
本投影設備通過遙控器控制，也可經由RS-232端口通過計算機進行智能控制。
2、輻射干擾試驗
2.1輻射干擾的基本概念
輻射干擾[5]（Radiated Emission）：干擾源（待測物）藉由空氣（Free Space）之方式而干擾其他電子產品者。實際測試是利用天線于OATS測量待測物之輻射干擾。
2.2輻射干擾的測試架構
以大屏幕數碼顯示設備為例：
產品：大屏幕數碼顯示設備
依據標準：GB9254-2008 Class A；
極限值[6]：Class A
A級ITE 1GHz以下輻射限值
頻率范圍（MHz） 距離（m） 準峰值QP（dBμV/m）
30-230 10（3） 40（42.5）
230-1000 10（3） 47（43.9）
場地：Shielding Room詳如ANSI 63.4/CISPR 16，均須符合NSA量測；
EMI接收機：量測準峰值[7] （Quasi Peak）、平均值[8] （Average）；
測試天線：Biconilog（Broad Band）一般適用頻率范圍： 20～2000MHz，常用于的EMI RE 1GHz以下的量測；
測試架構：待測物置于高80cm非導體桌面，可360度旋轉，接收天線置于距待測物3m/10m距離，高度可在1至4米間移動，量測待測物之最大輻射電場強度，以Quasi Peak（準峰值）為準，并應于水平及垂直極化方向各量測一次。
圖3 測試架構圖
3、輻射干擾試驗結果和解決方法
3.1輻射干擾試驗結果
圖4 30M-300M 垂直 測試圖
垂直試驗結果如圖所示，30M附近預留量較小，155M附近超極限值，垂直極化[9]不合格。
圖5 30M-300M 水平 測試圖
水平試驗結果如圖所示，除165M附近有超預留量外，其他均在6dB范圍以下，水平極化合格。
3.2輻射干擾試驗結果和對策研究
觀看測試圖水平圖基本合格，垂直圖存在超差，對垂直極化部分進行問題分析。依據[圖430M-300M垂直測試圖]：30M、84M、111M、155M附近均超極限值。
經過分析，超極限值的可能是多方面問題產生：
輸入電源線造成，輸入線過長，電源線未加屏蔽磁環，造成30M附近較低頻的部分有超極限值。對策研究：將輸入電源線過長部分繞8字線，并將電源線上加磁環用扎線帶以固定。
設備外殼屏蔽部分有漏縫隙，設備外殼均為金屬材質，金屬材質可以屏蔽一定的電磁輻射，而部分設備外殼接縫不緊密，造成電磁場透過外殼屏蔽縫隙，而產生部分點超極限值。對策研究：觀察設備的外殼接縫部分，將不緊密部分，壓合緊密，部分漏縫部分，可剪適量大小的銅箔，從內側貼上。
內部的模塊傳輸到顯示屏的主信號線造成。對策研究：將主信號線靠近顯示屏一段加磁環并用扎線帶固定。
由于設備為拼接組合而成，設備的部分點位無法達到密合的效果，造成部分點位的極限值超差。對策研究：針對這部分特殊的點位，可以通過人體輔觸的辦法，即用手觸及產品的外部點位，觀察測試圖，如觸及部分點位，測試圖上曲線有明顯的下降，即刻記錄點位，對該點位進行接地或者接金屬部位處理，可貼銅箔加導電泡棉，如有加漆部分，可小面積打磨。
3.3整改后輻射干擾試驗結果
經過整改，對設備重新進行垂直極化的試驗，得到如下圖，試驗結果合格。
圖6 30M-300M 垂直 整改測試圖
4、總結
論文介紹了大屏幕數碼顯示設備，并通過試驗模擬大屏幕數碼顯示設備在環境中所產生的輻射干擾，以數據為依據，對設備上所產生的超限值的電磁場進行研究，并將其消除。論文只是小批量的通過簡易的方式對設備進行整改，但根據整改后的效果可以大批量的運用在設備生產上。
隨著科技的進步，設備的功能將越來越多，集成部件和附加功能也隨之不斷增多，輻射干擾的問題會越來越多，對設備電子和機構設計的要求也就隨之加大，需要電子設計、機構設計等的共同努力來完成設備更好的功能實現和更好的符合標準要求。
參考文獻
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[3]學位論文：.高分辨率遙感圖像分類技術研究.中國科學院研究生院（遙感應用研究所），2006-04-01
[4]學位論文：劉鳳鵬.視頻信號轉換與光纖傳輸技術研究.西安電子科技大學，2008-01-01
[5]期刊：龐姬，楊中海，沈庚麟.30MHz～1000MHz電場輻射干擾測試中測量不確定度的評估方法.安全與電磁兼容，2004-06-26
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[7]期刊：錢時祥，江煒寧，江巖.電磁兼容測試中準峰值檢波器數字化設計.電測與儀表. 2010-05-25
關鍵詞：DSP變頻；電源設計；變頻電源
中圖分類號：TN86 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）08-0048-03
1 概述
1.1 問題的提出
電動鑿巖機是建筑、水利、采礦等行業的重要設備。相對于傳統的鑿巖設備，電動鑿巖機所具有的突出優點是節省能源，其電能利用率高達50%～60%，而常用氣動鑿巖機僅為10%，此外，電動鑿巖機還有噪聲低、工作面空氣新鮮、無廢氣污染等優點，極大的改善了勞動條件。但目前使用的電動鑿巖機也有明顯缺點：對同樣硬度的巖石，它的轉速只有氣動鑿巖機的50%～60%。目前大多數電動設備直接使用交流工頻電源（50HZ），不能隨著工作環境（巖石硬度、鉆孔孔徑、深度）改變輸出轉矩、轉速，因此工作效率較低。為此，本文采用德州儀器公司的TMS320C2407DSP處理器設計一種新型的5KVA單相正弦波變頻電源，通過輸出可程控的交流電壓，改變電動設備的輸出轉矩和轉速。進而提高工作效率，改善電動設備的工作性能。
1.2 國內外研究現狀
變頻技術是國內外研究的一個熱點。其原因一是由于市場需求。近年來，隨著自動化技術程度的發展成熟和能源短缺問題日益突出，變頻技術越來越得到重視，并廣泛地應用。二是功率器件的發展。近年來各種高電壓、大電流的功率器件的生產以及并聯、串聯技術的發展應用，使先進變頻器的生產成為現實。三是現代控制理論和集成電子技術的發展。矢量控制、模糊控制等新的控制理論及神經網絡技術為高性能的變頻器研制提供了理論基礎，而高速微處理器以及專用集成電路技術的快速發展，為實現變頻器高精度、多功能提供了硬件平臺。
目前國外的變頻技術研究，以法、意、德、日等國領先。在大功率變頻調速方面，法國的阿爾斯通公司、意大利的ABB公司分別研制出單機容量達數萬千瓦的電氣傳動設備。在中功率變頻調速技術方面，德國的西門子公司研制出的SimovertA電流型晶閘管變頻調速設備和SimovertPGTOPWM變頻調速設備，己實現全數字化控制；在小功率交流變頻調速技術方面，日本的富士BJT變頻器、IGBT變頻器已形成系列產品，其控制系統也已實現全數字化。
國內研究方面，從總體上看我國變頻調速的技術水平較國際先進水平有較大差距。目前在大功率交——交、無換向器電機等變頻技術方面，國內雖有部分單位可研制生產，但在數字化程度及系統可靠性等方面還有待改進。對程控變頻電源的理論和實踐研究取得的成績，可查主要有：王小薇、程永華對于基于DSP雙環控制的逆變電源設計研究；余功軍、鐘彥儒、楊耕對IGBT變頻器死區時間的補償策略研究；程永華、楊成林、徐德鴻對于基于DSP變壓變頻電源設計研究；程曙、徐國卿、許哲雄對SPWM逆變器死區效應分析研究；趙勇對基于IGBT大功率變頻電源的研究；李鋒對基于DSP的SPWM變壓變頻電源的研究等。
同時由于目前我國采用的半導體功率器件和DSP等器件依然嚴重依賴進口，使得變頻器的制造成本居高不下，無法形成有競爭力的產業，也是影響我國變頻技術發展的一個主要原因。
2 基于DSP的新型單相正弦波變頻電源設計
2.1 設計思路
本文以美國德州儀器公司的TMS320C2407DSP處理器為核心設計了一種新型的5KVA單相正弦波變頻電源。通過輸出不同頻率、電壓的電源信號，對異步電機的轉速、轉矩進行控制。從而實現了電動鑿巖設備針對不同巖體提高鉆孔效率的目的。該不安品電源的硬件部分主要由主電路、保護電路、控制電路等部分組成。主電路包括整流、濾波、逆變器、驅動電路等；保護電路包括過壓欠壓保護、限流啟動、IPM故障保護、過流保護等；控制電路則主要包括DSP控制電路、PWM信號發生電路、A/D、D/A轉換電路等。在軟件方面，考慮到SVPWM控制算法比較適合于數字控制系統，本文編制了基于SVPWM控制算法的控制軟件。經過工作現場試驗結果表明，該系統可以在30—300Hz范圍內均勻調速，在不同的負載情況下，具有較好的穩定性和較強的抗干擾能力。
2.2 硬件系統結構
本文設計變頻電源的硬件系統以Tl公司的TMS320LF2407A型DSP為控制芯片，由主電路、保護電路、控制電路等組成，其原理結構圖如圖1。
圖1 硬件系統原理結構圖
其中主電路包括整流、濾波、逆變器驅動電路等組成。其工作原理是把單相交流電通過整流模塊變為直流電，整流后的脈動電壓再經過濾波電容平滑后成為穩定的直流電壓。再由逆變電路對該直流電壓進行斬波，形成電壓和頻率可調的單相交流電提供給異步電機。由于IPM是IGBT的功率集成電路，需要有專門的驅動電路，本文采用調壓電路把電壓抬高到15伏來進行驅動。系統保護電路包括過壓、欠壓保護、限流啟動、IPM故障保護、過流保護等。控制電路包括DSP控制電路、PWM信號發生電路、A/D、D/A轉換電路等。
2.3 整流和濾波電路
整流和濾波電路屬于主電路的一部分，其結構圖如圖2所示。工作時，220V的交流電源經過四個二極管的全波整流，變為直流，其中電解電容C1為整流濾波電容，電阻R1為放電電阻，在斷電情況下為C1提供放電回路，同時也為逆變器負載和直流電源之間的無功功率提供緩沖。
圖2 整流和濾波電路
2.4 逆變電路設計
（a）逆變電路結構原理圖（b）輸出方波信號波形圖
圖3
本文即采用的是電壓型逆變電路。因為本文設計變頻電源主要應用在電動鑿巖設備上的。所以我們采用的是單相全橋逆變電路。圖3為單相電壓橋式逆變電路的結構原理圖及輸出波形圖。全控型開關器件T1和T4構成一對橋臂，T2和T3構成一對橋臂，T1和T4同時通、斷；T2和T3同時通、斷。T1（T4）與T2（T3）的驅動信號互補，即T1和T4有驅動信號時，T2和T3無驅動信號，反之亦然，兩對橋臂各交替導通180°。從而得到需要的變頻電壓信號。
由于本變頻電源主要應用電動鑿巖設備方面，即一般情況下均是在在阻感負載下工作。因此在0≤θ≤ωt期間，T1和T4有驅動信號，由于電流i0為負值，T1和T4不導通，D1、D4導通起負載電流續流作用，u0=+Ud。θ≤ωt≤π期間，i0為正值，T1和T4才導通。π≤ωt≤π+θ期間，T2和T3有驅動信號，由于電流i0為負值，T2、T3不導通，D2、D3導通起負載電流續流作用，u0=-Ud。π+θ≤ωt≤2π期間，T2和T3才導通
2.5 電平轉換設計
由于DSPTMS320LF2407是低功耗芯片，必須采用3.3V供電，與驅動主電路的電平不匹配，易引起事故，損壞芯片。故本實用新型設計中包含了電平轉換設計。本文采用的驅動芯片M57959L本身具備隔離輸入作用，因此在電平轉換設計中不必要增設隔離電路。本實用新型采用I/O直接輸出轉換設計。
圖4 采用M57959L的電平轉換驅動電路
2.6 軟件部分設計
控制算法的軟件化為交流調速系統控制算法的選擇、復用提供了方便。本設計基于TMS320LF2407A事件管理器，采用DSP自帶的匯編語言編寫軟件CCS進行編寫，系統的軟件設計可簡單分為兩個部分：一個是系統的初始化模塊，另一個是控制算法模塊。其中初始化只在系統上電時執行一次，而控制算法模塊包括SVPWM的生成，速度反饋信號的采樣和處理等。系統的整在程序初始化之后進入主循環程序，DSP產生SVPWM使電機開始運行。其調用的頻率與PWM的輸出頻率一致。系統軟件流程圖如圖5所示。
3 應用實驗及展望
本文所設計制作的5KVA單相正弦波變頻電源，可輸出30～300HZ交流電壓。所制作的樣品在湘西同力機械公司、武陵電化總廠金屬包裝廠經過多次實驗表明，應用本文設計變頻電源控制異步電動機工作時，在不同頻率、不同負載情況下，輸出轉速和轉矩可基本實現實時控制，具有較好的工作穩定性和抗干擾能力。
未來，將從兩方面對本設計進行改進，一是將改進硬件結構設計，逐步增大電源容量；二是改進軟件算法設計，實現變頻電源的最優實時控制。
圖5 系統軟件流程圖
參考文獻
[1] 王小薇，程永華.基于DSP雙環控制的逆變電源設
計[J].電力電子技術，2004，38（3）.
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參數選擇[J].電力機車技術，1999，（2）：12-14.
[3] 余功軍，鐘彥儒，楊耕一種IGBT變頻器死區時間
的補償策略[J].電力電子技術，1997，（4）：7-9.
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設計[J].電力電子技術，2003，37（5）.
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析[J].電力系統及其自動化學報，2002，14
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方法[J].冶金自動化，1990，14（3）：11-14.
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的補償策略[J].電力電子技術，1997（4）：7-9.
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應的研究[J].電機與控制學報，2001，5（4）：
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[9] 趙勇.基于IGBT大功率變頻電源的研制[D].山東
大學碩士論文，2006.
[10] 王鵬.基于單片機控制的車載高頻鏈逆變電源的
研制[D].河北工業大學碩士論文，2007.
[11] 李鋒.基于DSP的SPWM變壓變頻電源的設計
[D].湖南大學碩士論文，2008.
關鍵詞：模擬電子技術 教材內容 教學方法 實用性
前言
《模擬電子技術基礎》是高等院校工科電專業開設的一門專業技術基礎課。由于課時數少、內容覆蓋面廣、理論性強、內容抽象等特點，學生們普遍認為該課程比較難學。為此，筆者就該課程的改革作一探索，不妥之處，歡迎批評指正。
1 教材內容探討
限于篇幅，本文不討論整個教材的編寫提綱，但總原則是：理論聯系實際，服務于培應用型人材。本文就各章節內容提出一些重點實例，與同行交流。這些內容，在不少教材中很少提及，或者提到了但沒有就它們的實用性作較多的講述。
1.1 常用半導體器件
介紹半導體基礎知識；二極管、三極管、場效應管。應增加介紹二極管的位作用和三極管參數與命名方法的實用意義；根據三極管的三個電極電位判斷三極管的工作狀態及應用實例。
1.2 基本放大器
* 共射基本放大器，通過它學習基本知識，包括靜態工作點、微變等效電路、電壓放大倍數、輸入電阻與輸出電阻計算方法。應增講設置合適工作點的重要性。
* 工作點穩定放大器。應指出：工作點穩定不是說工作點絕對不變，而是變化很小而已。
* 共集放大器：重點介紹三大特點及用途。
* 共基放大器：重點介紹其特點及應用場合。適合做高頻放大器。
* 要求掌握三類放大器輸入端和輸出端的相位關系。
* 多級放大器的耦合方式及其特點。
1.3 直接耦合放大器
直接耦合放大器存在問題及解決方法；差分放大器工作原理和計算方法。
1.4 放大器的頻率響應
討論影響放大器頻率響應的因素、增加研究頻率響應的應用實例；了解波特圖的概念。
1.5 放大器中的反饋
反饋的概念，反饋性質的判斷方法；深度負反饋條件下放大倍數的估算方法。負反饋對放大器性能的影響。增加介紹實用意義和應用實例。
1.6 信號的運算和處理
* 要求掌握基本運算電路：比例、加減、積分運算等。利用“虛短”和“虛斷”的概念分析各種運算電路的運算關系，用實例講解如何選擇運算電路。
* 增講測量放大器（在單片機測量系統中常用）。
* 幾種常用的運算放大器型號及應用實例。
1.7 波形的發生和信號的轉換
* 正弦波振蕩電路的振蕩條件、判斷方法；方框圖；分類。
* RC、LC正弦波振蕩電路；增加正弦波振蕩器應用實例。
* 單限、滯回、窗口比較器的特點及應用實例。
1.8 功率放大器
* 只講兩種功率放大器：OTL和OCL。用實例講解功率管的選擇。
* 介紹幾種集成功率放大器。
1.9 直流穩壓電源
* 整流（半波、橋式）、電容濾波。
* 可調晶體管串聯型穩壓電源及其輸出電壓的計算。
* 集成穩壓電源及應用實例。應特別指出：電源變壓器內阻大小的重要性。
1.10 實驗儀器使用
《模擬電子技術基礎》是一門實踐性很強的課程，因此，動手能力的培養是很重要的一環，增加講解一些常用儀器的使用方法很有必要。儀器的工作原理可不講，需用實例講解并演示各種儀器的操作方法。這些儀器是：指針式和數字式萬用表、直流穩壓電源、通用示波器、低頻和高頻信號發生器、晶體管毫伏表。
如課時少，本部分內容可不講，但應要求學生們自己閱讀。也可安排在實驗課中講解。
1.11 增加仿真技術在輔助教學中的應用
為了解決學生反映的“枯燥難學”問題，應該把多媒體技術和計算機仿真技術結合起來，這樣可以使模擬電路的知識形象化，學習生動有趣。為此在教材中應增加EDA（Electronic design Automation 電子設計自動化）技術，用它來輔助教學，效果非常好［2］［3］。每章可通過實例，增加EDA輔助教學內容。
2 《模擬電子技術基礎》教材編寫的原則
編寫教材的原則是：以學生為本，因為教材內容首先是給學生閱讀用的。即使教師沒有講的內容，學生也應該去閱讀，因此所編寫的教材就應是讓學生讀得懂的教材。教材不是專著。
不少學生反映：有些教材若沒有教師講，根本就看不懂。打個比方：有的教材絕大部分是用“文言文”寫的，語言簡潔、扼要；有的語言像寫專業論文似的，學生看不懂，有的教師也看不懂。為此，我們建議：用“白話文”來寫教材。所謂“白話文”就是用通俗易懂的語言來編寫教材。深奧難懂的地方，絕對不能用一兩句話一帶而過，而必須多用些具體材料或實例加以說明，深入必須淺出。
其次，本課程開設的目的是培養應用型人才，因此教材內容的編寫應注重理論聯系實際，真正成為一門實踐性強的課程，所舉例題及習題均應突出解題思路及方法。
3 教學方法探討
教學方法多種多樣，筆者就體會較深的方面提出以下三點：
（1）建議用多媒體和傳統粉筆板書相結合的教學方法，而絕對不能照課件內容一念了之，絕對不能丟掉粉筆。
（2）教學方法中的另一個重要問題是：教師用什么“語言”來講課？是用大多數教材中的語言――“文言文”――來講課？還是教師在對教材內容充分理解基礎上，用自己的語言――“白話文”――來講課？筆者積極贊成后者。用教師自己的語言講課，比較生動，學生容易接受，容易理解，效果很好。
（3）如果教師本人有豐富的實踐經驗，那么能結合自己做過的課題講課，會更生動、更能吸引學生，效果會更
好。
4 考試應增加一些實用性強的試題
考試往往是從理論到理論，這是不妥的。我們認為應增加一些實用性強的試題。例如：如何利用萬用表檢查放大器是否正常工作？如何測量放大器的電壓放大倍數？如何測量放大器的頻帶寬度？如何設計一個最大不失真功率為2W的功率放大器？如何設計一個輸出電壓為6―9V的晶體管串聯型穩壓電源？等等。
參考文獻：
［1］華成英，童詩白.模擬電子技術基礎.北京：高等教育出版社（第四版），2006.5.
角色。它們在市電正常或故障情況下均為負載提供可靠、干凈的電源。在各種UPS中,在線UPS具有最好的性能,為負載提供了最多電源故障保護。然而傳統的在線UPS有多個功率部分和模擬控制器,是一個非常復雜、昂貴的系統。因此,適合現代科技發展的高質量、高可靠性全數字UPS不間斷電源的研究就成為人們十分關注的課題。
本文介紹了一種基于8096控制芯片的在線式(5KV)UPS電源。利用8096芯片的高運算能力以及專門用于控制領域的豐富的外設,將在線式UPS的PWM專用控制芯片及其外圍電路還有數字控制所需的微處理器功能都集成到一塊芯片中,這樣大大的增加了電路的集成度,減少了成本。整個UPS的控制以全數字化方法實現,包括SVPWM波形的產生、輸出頻率和相位的跟蹤以及PD控制算法等。
本論文是在參閱了國內外大量資料和UPS最新發展技術的基礎上進行的國內中型功率UPS開發和研制的一次有益的嘗試和探索,從各個功能實現的局部
電路到整個系統對本系統的工作原理做了較詳細的分析,整個系統經試驗調試,各項性能指標和功能均達到了預期的目標和要求。
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關鍵詞：配電箱制安，操作及運行可靠性
為了抵御國際金融危機，我國出臺擴大國內需求措施，尤其是加大鐵路、公路、機場、城鄉電網的基礎設施，鐵路、公路等基礎設施中供電網絡和電網改造工程迎來了新的發展機遇。論文格式。伴隨而來的是供電負荷的迅猛增長，尤其對供電質量的可靠性和綜合性能提出了更高的要求，用戶對配電箱的運行可靠性和穩定性的要求也更高。因此對配電箱中各種元器件的質量和安裝質量亟待提高；配電網絡要適應供電系統日益增長的需求，將由配電箱中樞操作控制指揮來解決這一矛盾；配電網絡中電能作用的充分發揮，就使得配電箱的運行管理向智能化、自動化模式轉換，來滿足各項領域對電能質量的技術需求。
一、配電箱在供電系統中的作用
1.配電箱具有體積小、安裝簡便，技術性能特殊、位置固定。配置功能獨特、不受場地限制，應用比較普遍，操作穩定可靠。空間利用率高，占地少且具有環保效應。
2.配電箱是指揮供電線路中各種元器件合理分配電能的控制中心，是可靠接納上端電源，正確饋出荷載電能的控制環節，也是獲取用戶對供電質量滿意與否的關鍵。提高動力配電箱的操作可靠性，是創優質工程的目標。
3.一項電力供電系統工程，按照優質工程的技術標準和要求，加快施工周期，必須從分部工程中進行目標控制，使之每個分項工程合格、達標，才能使整體工程全優。
4.鐵路隧道中通風裝置照明系統的電源控制，大型客運火車站站臺、通道的照明電源控制，貨運站場燈橋照明、投光燈塔照明的電源控制，客、貨運火車站通訊、信號系統雙回路切換裝置電源控制，火車站站臺外燈、進出站口外燈通道照明電源控制。地鐵中隧道頂部燈、站臺燈、月臺燈及通道指示燈照明電源控制。都離不開配電箱的自動化裝置控制管理。
5.公路隧道中照明燈、通風裝置及特殊指示燈電源控制，互通式立交橋外燈照明、進出通道指示燈和收費站的報警裝置電源控制，隧道內特殊報警裝置的電源控制，更離不開配電箱的智能化控制管理。
6.大型礦山的投光燈塔電源控制，警戒指示燈電源控制。施工工地臨時用電的電源控制，港口、碼頭船舶航行燈塔指示燈及各類功能性照明電源控制。必須由配電箱進行控制管理。
7.大型廣場的投光燈塔照明電源控制，城市干道路燈照明電源控制，城市景觀廣場路燈和不間斷彩幻燈光電源照明控制，節假日獨立景觀彩燈不間斷照明電源控制，大型晚會、演唱會彩幻式反復更疊照明電源控制。都需要配電箱的自動化控制管理。
8.高層商住樓，多層居民住宅樓,綜合辦公寫字樓和一般民用家庭照明生活用電，更是離不開配電箱的控制管理。
配電系統應設置配電柜或總配電箱、分支配電箱、開關箱，實行三級配電。配電箱在供電系統中的作用和運行質量越來越穩定，供電可靠性不斷得到提高，滿足了生產生活對供電質量的需求。
電力配電箱的應用雖已十分普遍，但在施工和運行中存在著一些問題，從而或多或少導致了一些故障的出現，造成了一定的經濟損失和社會影響。對此，根據供電線路中配電箱出現故障的不同特性，針對配電箱在施工、使用及維護方面存在的問題作一些分析探討。
二、配電箱發生故障原因分析
1.配電箱內元器件材質造成的故障：①配電箱說明書與真實技術數據差距比較大，②對配電箱進貨、保管管理不嚴③對配電箱施工的技術交底不明確，給配電箱的安裝使用帶來了不必要的制約因素，從而造成運行故障。
2.施工原因造成的配電箱故障：①對配電箱的附件材質的質量把關不嚴，給安全運行造成隱患。②安裝工藝不達標，如：箱體內清潔不徹底，③配電箱內附件材質配置不達標。④配電箱內標志設置不足、不明顯，潮濕環境下配電箱密封處理不到位等。都給配電箱的運行留下了隱患。
3.運營單位管理維護不善造成的配電箱故障：①不能定期進行維護檢查測試。②由于季節性自然雨水、刮風下雪，烈日暴曬等因素形成的故障，如；接地螺栓銹蝕，松動等因素。
4.其他原因造成的配電箱故障：①對臨時性用電荷載不能考慮遠期計算或統計不周密心存僥幸，使配電箱超負荷運行，造成故障。②配電箱內元器件上下端接線孔，與進出線或電纜線徑截面不匹配形成供電隱患。③其他專業在配電箱附近施工時，損傷供電回路導致使其短路或接地造成配電箱故障。
三、根據配電箱形成故障的原因采取防護措施
1.配電箱的采購、使用和控制措施：物資招標單位應掌握配電箱的性能質量，生產商的供貨能力及產品信息。嚴格執行招投標合同，貨比三家，選擇供貨廠商。配電箱的規格、型號等性能應滿足供電線路設計技術要求，從而確保配電箱供電線路可靠運行和使用壽命。論文格式。
2.配電箱的施工控制措施：根據施工需要針對配電箱的制作安裝要求。應從技工工作法、敷設法和制作法，看懂裝配圖和掌握試驗、檢測方法入手，加強作業人員的專業技術培訓工作。從配電箱專業理論知識方面進行輔導和實做示范，使理論知識和實際操作水平相結合。施工作業人員經過技術培訓學習，考試合格并取得上崗證后，方可持證上崗進行作業。在人員組織上應明確分工、責任到人。細致入微地對配電箱進行檢查，附件及備品等逐一登記，嚴格對配電箱性能進行相關測試。施工過程中發現問題及時匯報，控制好配電箱負載匹配、上下端接線等各道工序。
3.配電箱與供電線路結合的制作工藝：供電線路纜敷設到位后，配電箱的制作安裝工藝是關鍵環節，制作工藝質量的優劣直接影響供電線路的可靠運行。制作安裝中要責任到人，分工明確，安裝作業人員首先要以技術交底為依據，開封檢查時嚴格檢查配電箱附件和箱內元器件，熟讀熟記技術說明書及工序流程，把好工序安裝作業關，嚴格核對相序。制作完畢后，應配合試驗人員及時對供電線路和配電箱的絕緣性能進行測試。
3.1卡控點：
配電箱安裝時應認真仔細，不能損傷外表、碰撞箱內元器件。表面應清潔干凈，箱內接線孔應無碳痕、無雜物；
如遇到大風、大雨、大雪天氣或空氣濕度達75％時，不允許制作安裝配電箱。如確需制作時，應做好相應的防護處理裝置；
配電箱內外要清洗干凈、保持清潔，嚴防塵埃、雜物落入箱內；
接線相序應準確無誤，工作零線、PE地線標識要準確明顯；
戶外戶內配電箱門鎖端頭開啟、閉鎖靈活，回路開關分、合裝置無卡阻；
接線端頭與接線孔無外露金屬、與金屬導體壓接應密實牢靠，PE接地線螺栓應連接牢固。
3.2預防性檢測試驗：為確保安全供電，應對變壓器高壓側線路、低壓側線路，配電箱受電側回路進行絕緣性能測試。根據供電線路有關規范要求，必須對供電線路進行預防性試驗。當配電箱安裝完畢后相序相色標志應準確，確認其與兩端供電系統設備相序一致。接地線應連接良好，測試數據必須滿足預防性試驗標準。試驗檢測不合格時應查明原因，重新制作安裝。
4配電箱的維護和保養
4.1要做好配電箱的維護工作，就必須全面了解供電線路控制回路的敷設方式，結構布置，走線徑路及起始端位置等。并且應每周進行一次巡視線路，檢查監視配電箱負荷大小和發熱情況。如遇大雨、洪水等特殊情況時要臨時增加巡視次數。
4.2鐵路、公路沿線的直埋電纜應每半月巡視檢查一次。檢查項目為電纜終端頭、電纜溝及電纜預留坑地面是否有下陷，有無挖掘痕跡，標志樁是否完好。
4.3中間頭及電纜井中有無積水，并采取積水抽取措施。
4.4各種接地是否良好，連接螺栓有無松動銹蝕等現象。
5.對配電箱負荷及溫度的檢測
5.1配電箱的工作電壓不允許超過額定電壓。
5.2經常測量和監視配電箱的負荷情況，必須按照規定的載流量運行。
5.3戶外配電箱附近嚴禁煙火，戶內配電箱處要通風良好。
5.4監視配電箱運行的溫度高溫時應檢查其原因，并排除。
6.配電箱供電線路事故預防：需使用臨時施工電源時，對既有配電箱的技術荷載性能情況，臨界狀態進行技術分析判定后方可允許配置使用，以防止配電箱負載過重造成事故；防外力破壞，巡視配電箱時由專人負責，如有機械施工，要有防護措施，確保配電箱及供電線路的運行安全；防終端頭與架空線路連接處污閃事故，在連接處涂導電膏，增加導電性能。做好銅鋁過渡處理，防電化銹蝕；防電纜腐蝕：對電纜直埋線路的土質環境進行定期檢驗，如發現有腐蝕電纜環境的情況，必須對電纜做必要的防腐和套管防護等相應處理措施；防蟲害，如發現線路有蟲害現象時，可配制藥物定期噴灑。以免電纜線路外皮破損后受潮造成事故；運營部門對配電箱的維護保養要形成一種規章制度來執行，施工單位應定期進行回訪跟蹤后，共同探究、交流經驗，以保證供電線路的可靠供電，正常運行。
四、配電箱可靠運行措施的保證
以上對配電箱的運行質量、安裝工藝進行了分析和總結。隨著電力系統的快速發展，采取新技術、新產品、新工藝、新材料，不斷創新，為配電箱的可靠運行提供了強大支撐。如：電纜頭附件制作工藝，電纜分支箱、PVC管材、架空絕緣導線、安普線夾、硅橡膠絕緣子等等四新產品的廣泛應用。論文格式。采用冷縮型電纜頭附件制作工藝具有制作安裝簡單、維護方便等特點；電纜分支箱具有絕緣、密封可靠，分配“T”接方便；PVC管材具有保護電纜線路不受侵蝕的作用；架空絕緣導線與安普線夾、硅橡膠絕緣子結合后不受樹木、風力、覆冰等影響，且安普線夾具有與導體連接良好、消除閃絡的作用。供電線路的穩定運行，給配電箱的自動化、智能化管理提供了有效保證，配電箱向供電線路傳輸分配電能的可靠性、安全性將會進一步得到鞏固提高，供電系統中配電箱的優越性和有效性將會更加突出凸現。
五、結束語
隨著我國經濟的不斷發展，電能作為各項領域的重要能源之一，它的發展和應用將會越來越普遍。配電箱在供電系統中的控制作用更加有效，只有以人為本抓管理、提素質，嚴格供電系統施工質量管理，加強各項工序合理安排，及時掌握工程質量的動態；加強施工工藝安裝管理，總結和分析影響配電箱運行質量的主要原因；加強配電箱在供電系統運行中的監控、操作管理，并不斷改進完善配電箱供電性能。實踐證明，施工質量的優良與否是決定供電系統中配電箱可靠運行的關鍵。只有在施工中預先控制，及時發現隱患，檢查措施到位，在運營中采取制度化的防護處理措施，加強控制管理，配電箱正常運行的故障都將被消滅在萌芽狀態，就能杜絕各類事故的發生。配電線路的可靠供電、安全運行系數就會穩定、可靠供電系統中配電箱長期起主導作用的性能將會越來越凸顯。供電系統中配電箱具有廣泛的應用前景。
參 考 文 獻
1．《電工實用口訣》中國電力出版社
2．《室內布線與照明》中國電力出版社
3．《電力電纜施工》中國鐵道出版社
4．《電工作業》氣象出版社
5．《供用電交流》甘肅蘭州供電企業
6．《電力線路工》中國鐵道出版社
7．《建筑電氣工程施工質量驗收規范》中國計劃出版社
【關鍵詞】 電力通信 電源系統 池維護
一、電力通信電源系統運行維護意義
2.1電源系統維護的背景
目前電力通信系統中電網存在的最大價值就是完成兩種資源的互換工作，這也是其最優秀的一項特性。維護中國電網的穩定是每一個通信人員最主要的職責，那么怎樣才能確保中國電力領域的穩定，建設出一個安全、可信的電力通信系統，變成了當前中國最關注的方向。其中，電力通信領域最關鍵的環節：電力電源體系，演變成為監管和維護的重點，也是最難改善的一個環節。由于中國科技水平的提升，現代化理念的誕生，使得大數據時代有了更好的管理模式，但是不得不說，這其間必然少不了電源體系的貢獻。因此，維護電源體系的發展史歷史發展的必然，也是時代進步的需要。
1.2電源系統維護的必要性
根據以往的數據可以看出，中國電力通信電源系統的發展現狀并不景氣。尤其是管理人員的分配環節，經常會面對人才匱乏的現象，無法完成組隊監管的任務，而是在問題發生之后在做處理。對于建設費用的投入，相關企業并未對電源系統的維護工作給出多余的資金，由于資金匱乏導致該環節的未來發展態勢很難進行下去。一般情況下，如果缺少對蓄電池的檢測和維護環節，長此以往，就會使得整個電源工作的使用壽命變短、具體特性也會減弱。
二、電力通信電源系統維護的措施
2.1電源系統維護的方法
根據數據研究表明，最常見的幾種電源體系的監管方案的出發點都很統一，具體規整為以下幾個要點：第一點，想要創建監管體系，就必須先確保運營管理模式的順利進行，這樣一來，才能確保方案的可行性。一般來說，全面、標準的建設規范，不但可以避免監管的危險事故發生，又可因每隔一段時間的設備檢查而及時發現存在的隱患；第二點，想要確保設備連接的安全，就必須要確保電纜連接準確，可以對其采用每隔一段時間的檢測方式，判斷其是否安全；第三點，巡回檢查。所謂巡回檢查就比較普遍了，每一個環節都需要進行檢驗工作，對于電源體系檢驗工作的主體為地電纜的連接，必須要保證連接的穩固性。第四點，按照屬性不同，對于設備的檢測方式也不同，這就要求操作人員要分工進行。
2.2電源系統維護的檢測
若想保持電源系統的正常運行，必不可少的最后一個環節就是監管，期間的工作內容只要分為以下幾點：操作人員要確保蓄電池的電壓數值是國家規定的數據、蓄電池插口處保持穩固、安全開關使用正常，周邊沒有散落的滲酸和酸霧、電池外殼保持原型未出現異常等等。除此之外，監管人員確保維修整頓后的蓄電池可以正常進行低洼放電。
2.3電源系統維護的注意事項
減少蓄電池長時間放置、失去使用價值的現象；避免蓄電池長時間浮充但不使用的現象；避免蓄電池使用時間過長、超出自身供電能力；禁止用紋波較大的充電機對蓄電池進行充電的現象；等等。
三、結束語
電力通信電源體系已經成為中國電網領域中至關重要的一個部分，其具有很高的存在價值。因此，對其所進行的具體操作方案一定要合理、全面。首當其沖的就是要確保相關的方案必須建立在現實的基礎上，具有存在的價值；繼而要保證方案的創建融合時代的特點，不斷強化具體的技術工藝，并關注每一點細節，確保面面俱到。這篇論文內容簡短精煉，簡述了幾種最常見的維護監管方案，但是在該環節依然留有大量的空白，急需電力通訊領域內的技能人員不斷創新，從實際的操作中發現問題，給出可行的改進方案。當然，雖然創新方案的實施迫在眉睫，但操作人員一定要注重主體，認清改進的方向
。對于電源體系的維護工作來說，就需要操作人員從蓄電池維護、電源模塊性能維護和電力通信電源系統設施的角度入手。對于整體的改進雖然并不容易，只要改進的內容可實行/具有存在的價值，就必然要進行下去。只有正常運作的監管系統，才能為整個電力領域提供安全保障，才能將更好地服務提供給廣大人民，所以說，操作人員要不斷改進現狀，將現代的先進技術和理念融合其中。
參 考 文 獻
[1]費世剛. 電力系統直流電源開放式通信系統的研究與應用[D].南華大學，2014.
